Question

以石墨电极电解200 mL CuSO₄溶液，电解过程中产生气体体积V（g）（标准状况）与电子转移物质的量n（e^－）的关系如下图所示，n（e^－）＝0.8 mol时停止电解。下列说法中正确的是

A. 电解前CuSO₄溶液的物质的量浓度为2 mol/L

B. 当n（e^－）＝0.6 mol时，V（H₂）∶V（O₂）＝2∶3

C. 电解后所得溶液中c（H^＋）＝2 mol/L

D. 向电解后的溶液中加入16 g CuO，则溶液可恢复为电解前的浓度

Answer

B

【解析】惰性电极电解硫酸铜溶液，根据离子的放电顺序可知，阳极始终是OH－放电，生成氧气。阴极首先是铜离子放电，生成铜，然后氢离子放电，生成氢气。根据图像可知当通过0.4mol电子时铜离子恰好放电完毕，所以铜离子的物质的量是0.2mol，此时生成的氧气是0.1mol。因此原硫酸铜的浓度为。根据硫原子守恒可知，此时生成的硫酸也是0.2mol，但由于溶液的体积发生了保护，所以硫酸的浓度不是1.0mol/L。继续通电，相当于电解水。阴极氢离子开始放电，当通过0.6mol电子，生成氢气是0.1mol，此时的氧气是0.15mol，所以二者的体积之比为2∶3。根据图像可知，最好从溶液中出来有0.2mol铜，0.2mol氧气和0.2mol氢气，所以要使溶液恢复为电解前的浓度，需要加入0.2molCu(OH)2，所以正确的答案是B。